...und hier dann die Übersetzung:
Tonight I will describe how we are going about designing inhibitors for the flu surface protein.
We start from the crystal structure of the key flu virus surface protein and focus on a particular area of the surface of this protein that does not change from strain to strain (as you know, we keep getting the flu because it changes rapidly and new versions can slip by our immune systems because they look different from the versions we fought off in the past). By focusing on an invariant region of the surface we hope to generate broadly neutralizing inhibitors.
The next step in to use Rosetta to dock disembodied amino acid sidechains onto this portion of the virus surface to identify particularly tight low energy interactions. For example, we might find that a tryptophan residue fits in snugly into one pocket on the virus surface, and a tyrosine residue into another. Given these maps of tight binding interactions of isolated amino acids with the virus surface, we then design a protein scaffold which can position as many of these binding "hotspot" residues as possible with orientations correct for binding the virus simultaneously. The next step is to optimize the remaining residues of the protein we are designing to interact as tightly as possible with the virus.
We plan to experimentally test around 20 of the novel proteins generated using the above procedure. We will of course pick the designs which have the strongest computed interactions with the virus. We will experimentally test more than 1 design because our computational design methods, while powerful, are still not perfect, so we don't expect every design predicted to bind tightly to actually bind tightly.
To experimentally test the designed inhibitors, we begin by synthesizing artificial genes encoding the new proteins. We simply use the genetic code in reverse: for each amino acid in the computer generated protein sequence we insert the appropriate DNA base "codon" until we have covered the whole sequence. Once we have the synthetic genes, we carry out two types of experimental tests. I'll describe these in my next post.
Heute Nacht werde ich beschreiben, wie wir bei dem Design von Inhibitoren für das Grippe-Oberflächenprotein vorgehen.
Wir gehen aus von der Kristallstruktur des viralen Schlüsseloberflächenproteins und konzentrieren uns auf eine bestimmte Region auf der Oberfläche dieses Proteins, die sich von Virusstamm zu Virusstamm nicht ändert (wie ihr wißt bekommen wir immer wieder Grippe, weil sie sich rasch verändert und die neuen Varianten unserem Immunsystem entkommen, weil sie anders aussehen). Durch die Auswahl eines invarianten Bereichs hoffen wir allgemein anwendbare Inhibitoren erzeugen zu können.
Der nächste Schritt besteht darin, Aminosäureseitenketten auf diesen Bereich des Virusoberflächenproteins zu docken, um starke Bindungen mit niedrigem Energiegehalt zu identifizieren. Z.B. könnten wir finden, daß ein Tryptophanrest genau in eine Virusoberflächenbindungstasche paßt und ein Tyrosinrest in eine andere. Sobald wir eine Karte haben, welche isolierten Aminosäureseitenketten wo binden, können wir damit ein Protein designen, welches die erforderlichen Bindeaminosäuren möglichst in Kombination genau so positioniert, wie wir es wünschen. Danach folgt eine Optimierung der nichtbindenden Aminosäurerest des Designerproteins, sodaß insgesamt maximale Bindungsaffinität erreicht wird.
Wir planen, etwa 20 der nach oben beschriebenem Schema erzeugten neuen Designerproteine experimentell zu testen, da wir zwar von den Möglichkeiten unserer Methode überzeugt sind, aber eben nicht sichergestellt ist, daß ein einziges Designerprotein bereits gut genug ist, um die Aufgabe zu erfüllen.
Um die experimentell zu testenden Inhibitoren herstellen zu können, synthetisieren wir künstliche Gene, die genau für die Aminosequenz der Designerproteine kodieren. Sobald wir diese synthetischen Gene haben, führen wir zwei Sorten von experimentellen Tests durch, die ich in meiner nächsten Mitteilung beschreiben werde.
Michael.
